KR20150086037A - Method of manufacturing graphene encapsulation film and method of organic electronic device having the same. - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 그래핀을 이용한 봉지막 제작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 교대로 적층된 복수개의 그래핀층 및 유기막을 포함하는 그래핀 봉지막의 제조 방법 및 상기 그래핀 봉지막을 갖는 유기 전자 소자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a sealing film using graphene, and more particularly, to a method of manufacturing a graphene sealing film including a plurality of graphene layers and an organic film alternately laminated to each other, And a manufacturing method thereof.
그래핀은 sp2 결합을 이루는 평면 2차원 탄소 구조를 말하며, 물리적 화학적 안정성이 높은 물질이다. 그래핀은 육각형으로 이루어진 격자구조로 이루어져 있으며 기체 및 수분의 투과를 막을 수 있는 매우 효과적인 재료이다. 또한 약 0.34 nm 정도의 원자 한층 두께에 해당하는 두께를 가지고 있으며, 기존의 유기 혹은 무기막 대비 높은 투과방지 성능을 보여주고 있다.Graphene refers to a planar two-dimensional carbon structure that forms sp2 bonds, and is a material with high physical and chemical stability. Graphene is a hexagonal lattice structure and is a very effective material that can prevent gas and moisture permeation. Also, it has a thickness corresponding to a thickness of about 0.34 nm, which is higher than that of the conventional organic or inorganic film.
그래핀을 제조하는 일반적인 방법으로는, 화학 기상 증착법 CVD(Chemical Vapor Deposition)으로서, 금속 기판 상에 대면적, 높은 품질을 갖는 그래핀을 제조할 수 있다. 그래핀을 이용하여 봉지막을 제조하기 위해서는, 그래핀이 금속 기판 상에서 분리 및 전사가 되어야 하는데, 기존 공정에서는 금속을 식각하는 습식 전사 방법이 사용되었다. As a general method of producing graphene, graphene having a large area and high quality on a metal substrate can be produced by chemical vapor deposition (CVD) (Chemical Vapor Deposition). In order to manufacture a sealing film using graphene, graphene must be separated and transferred onto a metal substrate. In the conventional process, a wet transfer method of etching a metal was used.
이러한 기존의 습식 전사 공정에서는, 그래핀에 결함, 주름 등을 유발하며 이를 통하여 그래핀의 봉지막 특성에 악영향을 미치게 된다. 또한 습식 전사 공정에서는 한번 사용 후에 금속 기판을 버려야 하며 비 경제적이고, 식각 시간이 오래 걸리므로 대량 생산에 적합하지 않는 문제점이 있다. 더욱이, 금속 식각액을 통하여 환경적인 문제 또한 유발할 수 있다.In such a conventional wet transfer process, defects, wrinkles, and the like are induced in the graphene, thereby adversely affecting the characteristics of the sealing film of the graphene. Further, in the wet transfer process, the metal substrate must be discarded after one use, which is not economical and requires a long etching time, which is not suitable for mass production. Moreover, environmental problems can also be caused through the metal etchant.
본 발명의 일 목적은 그래핀의 건식 전사 방법을 이용하여 외부의 수분 및 기체를 효과적으로 차단할 수 있는 그래핀 봉지막의 제조 방법을 제공하는 데 있다. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a graphene sealing film which can effectively block moisture and gas outside by using a dry transfer method of graphene.
본 발명의 다른 목적은 상기 그래핀 봉지막을 포함하는 유기 전자 소자의 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an organic electronic device including the graphene encapsulation film.
상기 본 발명의 일 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예들에 따른 그래핀 봉지막의 제조 방법에 있어서, 베이스 기판 상에 제1 그래핀층을 형성한다. 대상 기판 상에 제1 유기막을 접합시킨다. 상기 제1 그래핀층을 상기 베이스 기판으로부터 기계적으로 박리시켜 상기 제1 유기막 상에 전사시킨다. In order to accomplish the object of the present invention, in a method of manufacturing a graphene sealing film according to embodiments of the present invention, a first graphene layer is formed on a base substrate. A first organic film is bonded onto a target substrate. The first graphene layer is mechanically peeled from the base substrate and transferred onto the first organic film.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 대상 기판 상에 상기 제1 유기막을 형성하는 단계는, 이형지 상에 제1 유기막을 코팅 시키는 단계, 상기 제1 유기막 상에 상기 대상 기판을 라미네이팅 시키는 단계 및 상기 이형지를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the step of forming the first organic film on the target substrate may include coating a first organic film on the release paper, laminating the target substrate on the first organic film, And removing the release paper.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 유기막 상에 상기 대상 기판을 라미네이팅 시키는 단계는, 진공 라미네이팅(vacuum laminating) 또는 롤 라미네이팅(roll laminating)을 통해 수행될 수 있다.In exemplary embodiments, the step of laminating the target substrate on the first organic layer may be performed by vacuum laminating or roll laminating.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 그래핀층을 상기 제1 유기막 상에 전사시키는 단계는, 상기 제1 그래핀층이 형성된 상기 베이스 기판 및 상기 대상 기판을 열압착 시키는 단계를 포함할 수 있다.In the exemplary embodiments, the step of transferring the first graphene layer onto the first organic layer may include thermocompression bonding the base substrate and the target substrate on which the first graphene layer is formed .
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 베이스 기판 및 상기 대상 기판을 열압착시키는 단계는 10kPa 내지 1MPa의 압력 범위 및 100℃내지 200℃의 온도 범위 이내에서 수행될 수 있다.In exemplary embodiments, the step of thermocompression bonding the base substrate and the target substrate may be performed within a pressure range of 10 kPa to 1 MPa and a temperature range of 100 ° C to 200 ° C.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 방법은, 상기 베이스 기판 상에 제2 그래핀층을 형성하는 단계, 상기 제1 그래핀층 상에 제2 유기막을 접합시키는 단계, 및 상기 제2 그래핀층을 상기 베이스 기판으로부터 기계적으로 박리시켜 상기 제2 유기막 상에 전사시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the method includes forming a second graphene layer on the base substrate, bonding a second organic film on the first graphene layer, and bonding the second graphene layer to the base And mechanically peeling the substrate from the substrate and transferring the substrate on the second organic film.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 방법은, 상기 제2 유기막 상에 전사시키는 단계 이후에, 상기 대상 기판을 제거하여 서로 적층된 상기 제1 그래핀층, 상기 제1 유기막, 상기 제2 그래핀층 및 상기 제2 유기막을 포함하는 그래핀 봉지막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the method may further include, after the step of transferring onto the second organic layer, removing the target substrate to form the first graphene layer, the first organic layer, And forming a graphene encapsulation layer including the first organic layer, the pinned layer, and the second organic layer.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 그래핀층을 상기 베이스 기판으로부터 기계적으로 박리시키는 단계는 박리(peel) 장치를 이용하여 상기 베이스 기판과 상기 대상 기판을 분리시키는 단계를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the step of mechanically peeling the first graphene layer from the base substrate may include separating the base substrate and the target substrate using a peel device.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 베이스 기판 상에 상기 제1 그래핀층을 형성하는 단계는 상기 베이스 기판 상에 촉매층을 형성하는 단계 및 상기 촉매층 상에 상기 제1 그래핀층을 성장시키는 단계를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, forming the first graphene layer on the base substrate includes forming a catalyst layer on the base substrate and growing the first graphene layer on the catalyst layer .
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 그래핀층을 성장시키는 단계는 화학기상증착 공정에 의해 수행될 수 있다.In exemplary embodiments, the step of growing the first graphene layer may be performed by a chemical vapor deposition process.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 유기막은 에폭시를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the first organic film may comprise an epoxy.
상기 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예들에 따른 그래핀 봉지막을 포함하는 유기 전자 소자의 제조 방법에 있어서, 기판 상에 유기 발광소자를 형성한다. 상기 기판 상에 상기 유기 발광소자를 커버하는 그래핀 봉지막을 형성한다. 상기 그래핀 봉지막을 형성하는 단계는 베이스 기판 상에 제1 그래핀층을 형성하는 단계, 대상 기판 상에 제 1 유기막을 접합시키는 단계 및 상기 제1 그래핀층을 상기 베이스 기판으로부터 기계적으로 박리시켜 상기 제1 유기막 상에 전사시키는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an organic electronic device including a graphene encapsulation layer, the method comprising: forming an organic light emitting device on a substrate; And a graphene encapsulating film covering the organic light emitting device is formed on the substrate. The step of forming the graphene sealing film may include the steps of forming a first graphene layer on the base substrate, bonding the first organic film on the target substrate, and mechanically peeling the first graphene layer from the base substrate, 1 organic film.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 베이스 기판 상에 제2 그래핀층을 형성하는 단계, 상기 제1 그래핀층 상에 제2 유기막을 접합시키는 단계 및 상기 제2 그래핀층을 상기 베이스 기판으로부터 기계적으로 박리시켜 상기 제2 유기막 상에 전사시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the method may further include forming a second graphene layer on the base substrate, bonding a second organic film on the first graphene layer, and mechanically peeling the second graphene layer from the base substrate And transferring the organic layer onto the second organic layer.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 베이스 기판 상에 제2 그래핀층을 형성하는 단계, 상기 제1 그래핀층 상에 제2 유기막을 접합시키는 단계 및 상기 제2 그래핀층을 상기 베이스 기판으로부터 기계적으로 박리시켜 상기 제2 유기막 상에 전사시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the method may further include forming a second graphene layer on the base substrate, bonding a second organic film on the first graphene layer, and mechanically peeling the second graphene layer from the base substrate And transferring the organic layer onto the second organic layer.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 그래핀층을 상기 베이스 기판으로부터 기계적으로 박리시키는 단계는 박리(peel) 장치를 이용하여 상기 베이스 기판과 상기 타겟 기판을 분리시키는 단계를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the step of mechanically peeling the first graphene layer from the base substrate may include separating the base substrate and the target substrate using a peel device.
예시적인 실시예들에 따르면, 그래핀 봉지막의 제조 방법에 있어서, 식각 없는 기계적 전사 공정을 수행하여 금속 기판에 손상을 주지 않고 반복적으로 고품질의 단일층의 그래핀을 재성장시킬 수 있으므로, 가격 경쟁적이고 환경 친화적인 방법으로 그래핀 장치들을 대량 생산할 수 있다.According to exemplary embodiments, in the method of manufacturing a graphene sealing film, it is possible to perform a mechanical transfer without etching to re-grow a high-quality single-layer graphene repeatedly without damaging the metal substrate, It is possible to mass-produce graphene devices in an environmentally friendly manner.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and may be variously expanded without departing from the spirit and scope of the present invention.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 봉지막의 제조 방법을 나타내는 순서도 이다.
도 2 내지 도 9는 예시적인 실시예들에 따른 그래핀 봉지막의 제조 방법을 나타내는 사시도들이다.
도 10 내지 도 12는 예시적인 실시예들에 따른 그래핀 봉지막을 포함하는 유기 전자 소자의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.1 is a flow chart showing a method of manufacturing a graphene sealing film according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2 to 9 are perspective views showing a method of manufacturing a graphene sealing film according to exemplary embodiments. FIG.
10 to 12 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic electronic device including a graphene encapsulating film according to exemplary embodiments.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprise", "having", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be construed as meaning consistent with meaning in the context of the relevant art and are not to be construed as ideal or overly formal in meaning unless expressly defined in the present application .
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 그래핀 봉지막의 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 도 2 내지 도 9는 예시적인 실시예들에 따른 그래핀 봉지막의 제조 방법을 나타내는 사시도들이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flow chart showing a method of manufacturing a graphene sealing film according to exemplary embodiments. FIG. FIGS. 2 to 9 are perspective views showing a method of manufacturing a graphene sealing film according to exemplary embodiments. FIG.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 그래핀 봉지막의 제조 방법은 화학기상증착(CVD) 공정에 의해 그래핀층을 형성하는 단계 및 재생 가능한 기계적 전사 공정의 반복 수행에 의해 상기 그래핀층을 유기막 상에 전사하는 단계에 기초하여 수행될 수 있다.1 to 9, a method of manufacturing a graphene sealing film according to exemplary embodiments includes forming a graphene layer by a chemical vapor deposition (CVD) process, and repeating a reproducible mechanical transfer process, And transferring the graphene layer onto the organic film.
먼저, 베이스 기판(100) 상에 제1 그래핀층(120)을 형성한다(S100). First, a
도 2에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(100) 상에 촉매층(110)을 형성할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 베이스 기판(100)은 실리콘 기판일 수 있다. 또한, 베이스 기판(100) 상에 실리콘 산화물층(도시되지 않음)이 더 형성될 수 있다. As shown in FIG. 2, the
촉매층(110)은 탄소 성분들이 서로 결합하여 6각형의 판상 구조를 형성하도록 도와주는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 촉매층(110)은 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V 및 Zr로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 또는 합금을 사용할 수 있다. The
본 실시예에 있어서, 촉매층(110)은 구리를 포함할 수 있다. 구리는 탄소의 고용도가 상대적으로 낮기 때문에 대면적의 단일층의 그래핀을 형성하는 데 유리할 수 있다. In this embodiment, the
이어서, 촉매층(110) 상에 제1 그래핀층(120)을 형성한다. 금속으로 이루어진 촉매층(110)을 베이스 기판(100) 상에 증착한 후, 베이스 기판(100)을 화학기상증착(CVD) 장치의 챔버 내로 로딩한 후, 그래핀 성장 공정을 수행하여 촉매층(110) 상에 대면적의 그래핀 단일층을 형성할 수 있다. 따라서, 낮은 결함 밀도를 갖는 고품질의 단일층의 제1 그래핀층(120)이 구리 촉매층(110) 상에 우수한 균일성을 갖고 대면적에 걸쳐 형성될 수 있다. Next, a
이후, 대상 기판(200) 상에 제1 유기막(130)을 접합시킨다(S200).Thereafter, the first
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 유기막(130)은 필름 코팅 방식을 사용하여 코팅될 수 있다. 제1 유기막(130)은 그래핀 표면에 접착 성질을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 유기막(130)은 에폭시와 같은 고분자 물질을 포함하도록 형성될 수 있다. 제1 유기막(130)은 10 내지 50㎛ 범위의 두께를 갖도록 코팅될 수 있다.As shown in FIG. 3, the first
대상 기판(200)은 예를 들어, 유연한(flexible) 기판 또는 강성한(rigid) 기판일 수 있으며, 구체적으로는, 폴리이미드 기판, 유리 기판 또는 실리콘 기판일 수 있다.The
예시적인 실시예들에 있어서, 이형지(135) 상에 제1 유기막(130)을 코팅한 후, 대상 기판(200)과 합지 시킬 수 있다.In the exemplary embodiments, the first
이때, 상기 합지 공정은 진공 라미네이팅(vacuum lamination) 혹은 롤 라미네이팅(roll lamination)을 이용하여 수행될 수 있으며, 상기 합지 공정 이후에 이형지(135)는 대상 기판(200)으로부터 제거될 수 있다.At this time, the lapping process may be performed using vacuum lamination or roll lamination, and the
상기 합지 공정은 40℃ 이상의 온도에서 수행될 수 있다. 한편, 에폭시 물질과 같은 열경화성 고분자(thermosetting polymer)는 고온에서 경화가 될 수 있으므로, 상기 합지 공정은 제1 유기막(300)에 사용되는 고분자의 경화개시온도 이하의 온도에서 수행될 수 있다.The lapping process may be performed at a temperature of at least 40 < 0 > C. On the other hand, the thermosetting polymer such as an epoxy material can be cured at a high temperature, so that the laminating process can be performed at a temperature lower than the curing initiation temperature of the polymer used for the first organic film 300.
이어서, 제1 그래핀층(120)을 베이스 기판(100)으로부터 기계적으로 박리시켜 제1 유기막(130)상에 전사시킨다(S300). Next, the
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 그래핀층(120)이 형성된 베이스 기판(100) 및 제1 유기막(130)이 형성된 대상 기판(200)을 서로 열압착 한다.4, the
구체적으로는, 열압착기(hot press)를 이용하여 10kPa 내지 1MPa 범위의 압력 및 100℃내지 200℃의 온도 범위 이내에서 상기 열압착 공정을 수행할 수 있다. 이때, 에폭시 물질은 30분 내지 2시간 동안 경화되어 접착성이 향상되며, 이에 따라, 임시기판(200)과 제1 그래핀층(120)이 형성된 베이스 기판(100)사이의 접합력을 유지시킬 수 있다. Specifically, the thermocompression bonding process may be performed at a pressure ranging from 10 kPa to 1 MPa and a temperature range of 100 ° C to 200 ° C using a hot press. At this time, the epoxy material is cured for 30 minutes to 2 hours to improve the adhesion, so that the bonding force between the
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(100)의 일면과 대상 기판(200)의 일면 상에 접착제를 이용하여 기계적 분리 장치의 그립들(도시되지 않음)을 각각 부착시킨 후, 베이스(100)와 대상 기판(200)을 서로 반대 방향으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 그래핀층(120)은 촉매층(110)으로부터 기계적으로 박리되고 이와 동시에 제1 유기막(120) 상으로 전사될 수 있다.5, grips (not shown) of the mechanical separator are attached to one surface of the
상기 기계적 분리 장치는 90도 박리(peel)장치, 또는 180도 박리 장치일 수 있으며, 상기 박리 공정은 0.01m/s 범위 내지 100nm/s 범위의 속도를 가하여 수행될 수 있다. The mechanical separator may be a 90 degree peel device or a 180 degree peel device, and the peeling process may be performed at a speed ranging from 0.01 m / s to 100 nm / s.
이때, 제1 그래핀층(120)과 촉매층(110) 사이의 결합 에너지는 제1 그래핀층(120)과 제1 유기막(130) 사이의 결합 에너지보다 더 작을 수 있다. 따라서, 상기 기계적 분리 장치에 하중을 가할 때, 촉매층(110)과의 결합에너지가 적은 제1 그래핀층(120)은 제1 유기막(130)보다 촉매층(110)으로부터 박리되는 것이 유리하므로, 촉매층(110)으로부터 기계적으로 박리 될 수 있다. At this time, the binding energy between the
기존의 그래핀층의 전사 공정은 습식 전사 공정을 통해 수행되었으며 상기 습식 전사 공정은 그래핀에 결함 주름 등을 유발하여 그래핀 봉지막 특성에 악영향을 미치는 문제점이 존재하였다. 이에 반해, 예시적인 실시예들에 따른 그래핀 봉지막은 건식 전사 공정을 통해 전사되므로 상기 문제점이 존재하지 않아 보다 향상된 특성을 가질 수 있다.The transferring process of the conventional graphene layer is carried out through a wet transfer process, and the wet transfer process causes defects such as wrinkles in the graphene, which adversely affects the characteristics of the graphene sealing film. On the other hand, since the graphene encapsulating film according to the exemplary embodiments is transferred through the dry transfer process, the above problem does not exist, and thus it is possible to have more improved characteristics.
이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 대상 기판(200)에 형성된 제1 그래핀층(120)의 전면에 제2 유기막(140)을 형성한다. 제2 유기막(140)의 형성 방법은 도 3을 참조로 설명한 제1 유기막(130)의 형성 방법과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.6, a second
이후, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 베이스 기판(100) 상에 제2 그래핀층(150)을 형성한 후, 제2 그래핀층(150)을 베이스 기판(100)으로부터 기계적으로 박리시켜 제2 유기막(140)상에 전사시킨다.7 to 9, after the
도 7에 도시된 바와 같이, 제1 그래핀층(120)이 제거된 베이스 기판(100)상에 제2 그래핀층(150)을 형성한 후, 제2 유기막(140)이 형성된 대상 기판(200)과 열압착 시킬 수 있다. 제2 그래핀층(150)의 형성 방법과 상기 열압착 단계는 도 2를 참조로 설명한 제1 그래핀층(120)의 형성 방법과 도 5를 참조로 설명한 열압착 방법과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. 이때, 베이스 기판(100)은 추가적으로 그래핀 성장 및 전사 공정들을 위하여 재사용될 수 있다.7, after the
도 8에 도시된 바와 같이, 제2 그래핀층(150)은 구리 촉매층(110)으로부터 기계적으로 박리되고 이와 동시에 제2 유기막(140)이 형성된 대상 기판(200) 상으로 전사될 수 있다.8, the
제2 그래핀층(150)의 전사 방법은 제1 그래핀층(120) 대신 제2 그래핀층(150)이 전사된다는 점 그리고 제2 유기막(140)이 대상 기판(200)에 형성되어 있다는 점을 제외하고는 도 5를 참조로 설명한 전사 방법과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.The transfer method of the
도 9를 참조하면, 대상 기판(200)을 제거하여, 제1 유기막(130), 제1 그래핀층(120), 제2 유기막(140) 및 제2 그래핀층(150)이 순차적으로 형성된 그래핀 봉지막을 형성할 수 있다. 9, the
본 실시예에서는, 제1 그래핀층(120) 및 제1 유기막(130) 상에 제2 제2 그래핀층(150)및 제2 유기막(140)이 형성된 것만을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 교대로 적층된 2 이상의 유기막 및 그래핀층이 더 형성될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.The
이와 같이, 건식 전사 방법을 이용하여 그래핀 봉지막을 제조할 경우 다양한 장점을 기대할 수 있다. 첫째, 건식 전사 방법을 이용하면 습식 전사 공정을 이용한 경우와 달리 그래핀의 결합 및 주름을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 그래핀 봉지막의 수분 및 기체 차단 특성을 강화시킬 수 있다. 둘째, 습식 전사 공정을 이용한 경우와 달리, 베이스 기판으로 사용되는 금속 기판에 손상을 주지 않고 그래핀을 전사시킴으로써 금속 기판을 재활용 할 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스 기판을 재활용할 수 있어 경제적이고 친환경적인 방법으로 법으로 대량의 그래핀 봉지막을 사용할 수 있다.As described above, various advantages can be expected when the graphene sealing film is manufactured by using the dry transfer method. First, the dry transfer method can reduce the graphene bond and wrinkle unlike the wet transfer process, thereby enhancing the water and gas barrier properties of the graphene sealing film. Second, the metal substrate can be recycled by transferring the graphene without damaging the metal substrate used as the base substrate, unlike the case of using the wet transfer process. As a result, the base substrate can be recycled, and a large amount of graphene sealing film can be used in an economical and environmentally friendly manner.
도 10 내지 도 12는 예시적인 실시예들에 따른 그래핀 봉지막을 포함하는 유기 전자 소자의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.10 to 12 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic electronic device including a graphene encapsulating film according to exemplary embodiments.
도 10 및 도 11을 참조하면, 베이스 기판(410) 상에 구동 회로부(460) 및 유기발광 소자(470)을 형성하여 유기 발광 표시 장치의 표시 패널을 형성한다.10 and 11, a driving
구동 회로부(460)는 적어도 2개의 박막 트랜지스터 및 적어도 하나의 저장 커패시터를 포함하도록 형성될 수 있으며, 상기 박막 트랜지스터는 기본적으로 스위칭 트랜지스터(T) 및 구동 트랜지스터(도시되지 않음)를 포함하도록 형성될 수 있다.The driving
유기 발광 소자(470)는 제1 전극(정공 주입 전극/양극)(472), 유기 발광층(474) 및 제2 전극(전자 주입 전극/음극)(476)을 포함하도록 형성될 수 있다.The organic
구체적으로, 베이스 기판(410)은 연성 기판을 포함할 수 있다. 베이스 기판(410)은 곡면 구현이 가능하고, 적층되는 도전성 패턴들 및 층들을 지지하는 데 적합한 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 베이스 기판(410) 상에는 버퍼층(412)이 구비될 수도 있다. Specifically, the
스위칭 트랜지스터(T)는 반도체 패턴(420), 게이트 전극(430), 소스 전극(442) 및 드레인 전극(444)을 포함하도록 형성될 수 있다. 반도체 패턴(420) 및 게이트 전극(440) 사이에는 게이트 절연막(422)이 개재되도록 형성될 수 있다. 상기 트랜지스터는 탑-게이트 구조를 갖는 박막 트랜지스터일 수 있으며, 또는 상기 트랜지스터는 바텀-게이트 구조를 갖는 박막 트랜지스터일 수도 있다. The switching transistor T may be formed to include a semiconductor pattern 420, a
층간 절연막(432)은 게이트 절연막(422) 상에 구비되며 게이트 전극(430)을 커버하도록 형성될 수 있다. 상기 층간 절연막은 무기막들을 포함하는 다층 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 상기 무기막은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 실리콘 탄질화물, 실리콘 산탄화물 등을 포함하도록 형성될 수 있다.An interlayer insulating
보호막(450)은 소스 전극(442) 및 드레인 전극(444)을 커버하고 실질적으로 평탄한 상부면을 갖도록 형성될 수 있으며, 보호막(450)은 드레인 전극(444)을 노출시키는 개구부를 구비하도록 형성될 수 있다.The
보호막(450) 상에 드레인 전극(444)과 연결되는 제1 전극(472)이 형성될 수 있다. 보호막(450)상에 제1 전극(472)을 노출시키는 화소 정의막이 더 형성될 수도 있다. 제1 전극(472) 상에 유기 발광층(474) 및 제2 전극(476)이 순차적으로 형성될 수 있다.A
도 12를 참조하면, 베이스 기판(410) 상에 유기 발광 소자(470)를 커버하는 그래핀 봉지막(500)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 12, a
즉, 도 1 내지 도 9를 참조로 하여 설명한 공정과 동일하거나 유사한 공정을 수행하여, 제1 그래핀층(530), 제1 유기막(540), 제2 그래핀층(550), 제2 유기막(560), 제3 그래핀층(570) 및 제3 유기막(580)이 순차적으로 적층된 그래핀 봉지막(500)을 형성할 수 있다. 이후, 베이스 기판(410)상에 형성된 유기 발광 소자(470)을 커버하도록 그래핀 봉지막(500)을 배치시킬 수 있다. That is, a process similar to or similar to the process described with reference to FIGS. 1 to 9 is performed to form the
베이스 기판(410) 상에 형성된 유기 발광 표시 장치(400)의 그래핀 봉지막(500)은 베이스 기판(110)이 휘거나 구부러질 때 작용하는 스트레스를 분산시킬 수 있을 뿐만 아니라, 유기 발광 소자(470)로 산소 또는 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다.The
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
전술한 그래핀 봉지막은 그래핀 봉지막이 필요한 다양한 분야에 적용 될 수 있다. 예를 들어 유기기반 전자소자에 광범위하게 적용될 수 있다. 유기트랜지스터 및 유기발광소자의 경우 신뢰성 있는 동작을 보장하기 위해서는 외부 수분 및 기체로부터 전자소자를 보호하여야 한다. 이 발명을 이용하여 고성능, 저비용, 대면적 그래핀 봉지막을 제조할 수 있으며 이를 통하여 유기 전자 소자의 신뢰성 문제 및 양산화 문제를 해결할 수 있다The graphene encapsulation film described above can be applied to various fields in which a graphene encapsulation film is required. For example, organic-based electronic devices. In the case of organic transistors and organic light emitting devices, electronic devices must be protected from external moisture and gases in order to ensure reliable operation. By using this invention, a high-performance, low-cost, large-area graphene encapsulating film can be manufactured, thereby solving the problem of reliability and mass production of the organic electronic device
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims. It can be understood that it is possible.
100 : 베이스 기판 110 : 촉매층
120 : 제1 그래핀층 130 : 제1 유기막
140 : 제2 유기막 150 : 제2 그래핀층
200 : 대상 기판100: base substrate 110: catalyst layer
120: first graphene layer 130: first organic film
140: second organic film 150: second graphene layer
200: target substrate
Claims (15)
대상 기판 상에 제1 유기막을 접합시키는 단계; 및
상기 제1 그래핀층을 상기 베이스 기판으로부터 기계적으로 박리시켜 상기 제1 유기막 상에 전사시키는 단계를 포함하는 그래핀 봉지막의 제조 방법.Forming a first graphene layer on the base substrate;
Bonding the first organic film to a target substrate; And
And mechanically peeling the first graphene layer from the base substrate and transferring the graphene layer onto the first organic layer.
이형지 상에 제1 유기막을 코팅시키는 단계;
상기 제1 유기막 상에 상기 대상 기판을 라미네이팅 시키는 단계; 및
상기 이형지를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀 봉지막의 제조 방법.The method of claim 1, wherein forming the first organic layer on the target substrate comprises:
Coating a first organic film on the release paper;
Laminating the target substrate on the first organic layer; And
And removing the release paper. ≪ RTI ID = 0.0 > 15. < / RTI >
상기 베이스 기판 상에 제2 그래핀층을 형성하는 단계;
상기 제1 그래핀층 상에 제2 유기막을 접합시키는 단계; 및
상기 제2 그래핀층을 상기 베이스 기판으로부터 기계적으로 박리시켜 상기 제2 유기막 상에 전사시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀 봉지막의 제조 방법.The method according to claim 1,
Forming a second graphene layer on the base substrate;
Bonding the second organic film to the first graphene layer; And
Further comprising the step of mechanically peeling the second graphene layer from the base substrate and transferring the second graphene layer onto the second organic film.
상기 베이스 기판 상에 촉매층을 형성하는 단계; 및
상기 촉매층 상에 상기 제1 그래핀층을 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀 봉지막의 제조 방법. The method of claim 1, wherein forming the first graphene layer on the base substrate comprises:
Forming a catalyst layer on the base substrate; And
And growing the first graphene layer on the catalyst layer.
상기 기판 상에 상기 유기 발광소자를 커버하는 그래핀 봉지막을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 그래핀 봉지막을 형성하는 단계는
베이스 기판 상에 제1 그래핀층을 형성하는 단계;
대상 기판 상에 제 1 유기막을 접합시키는 단계; 및
상기 제1 그래핀층을 상기 베이스 기판으로부터 기계적으로 박리시켜 상기 제1 유기막 상에 전사시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 제조방법.Forming an organic light emitting element on a substrate;
And forming a graphene sealing film covering the organic light emitting device on the substrate,
The step of forming the graphene sealing film
Forming a first graphene layer on the base substrate;
Bonding the first organic film to a target substrate; And
And mechanically peeling the first graphene layer from the base substrate and transferring the first graphene layer onto the first organic layer.
상기 베이스 기판 상에 제2 그래핀층을 형성하는 단계;
상기 제1 그래핀층 상에 제2 유기막을 접합시키는 단계; 및
상기 제2 그래핀층을 상기 베이스 기판으로부터 기계적으로 박리시켜 상기 제2 유기막 상에 전사시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 제조방법.13. The method of claim 12,
Forming a second graphene layer on the base substrate;
Bonding the second organic film to the first graphene layer; And
And mechanically peeling the second graphene layer from the base substrate and transferring the second graphene layer onto the second organic film.
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